Question

【題目】如圖所示,光滑水平面上有一個四分之三圓弧管,內壁也光滑,半徑R=0.2m,質量M=0.8kg，管內有一個質量m=0.2kg的小球,小球直徑略小于彎管的內徑,將小球用外力鎖定在圖示位置,即球和環的圓心連線與豎直方向成37°角,對圖弧管施加水平恒定外力F作用,同時解除鎖定,系統向右加速,發現小球在管中位置不變,當系統運動一段距離后管撞擊到障礙物上突然停下,以后小球繼續運動通過最高點后又落入管中,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則下列說法正確的是( )

A. 拉力F的大小為6N

B. 小球在軌道最高點時速度為1m/s

C. 系統運動一段距離后管撞擊到障礙物時速度為2m/s

D. 拉力F做的功為4.1J

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A項：對小球有：

對系統有：，故A錯誤；

B項：小球離開環管做平拋運動，則有：

R=

由以上兩式解得：，故B正確；

C項：系統的速度，由機械能守恒定律得： ，解得：，故C錯誤；

D項：F做的功，故D正確。

故應選BD。